JP3960102B2 - Cooling module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は。パーソナルコンピュータ、その他の電子機器等におけるIC、LSI、MPU等の半導体装置や電子部品、すなわち発熱部品の冷却に用いる冷却モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
図13に従来の冷却モジュールの斜視図、図14に同冷却モジュールにおけるヒートパイプの断面図、図15と図16に同冷却モジュールの断面図、図17に同冷却モジュールの内部平面図である。
【0003】
一般に電気機器、たとえば、多機能、高性能のパーソナルコンピュータ等の小型の電子機器には、機能部品としてIC、LSI、MPU等を用いているが、たとえばMPU等は発熱し、約90℃以上になると熱破壊したり、近傍の他の部品への熱的な障害を起こすという問題がある。このようなことから、MPU等に冷却装置を付設し、MPU等で発生する熱を放熱して機器の安全を図るようにしている。
【0004】
前記冷却装置としては小型なものが要望されており、放熱フィンをもつ通常の冷却モジュールでは十分な冷却ができない。したがって、図13に示すように導熱材料であるアルミダイカストよりなり、かつ、内部にファン1および放熱板2を備えた扁平な冷却モジュールのケーシング3に導熱部材4を設け、導熱部材4をMPU等の発熱部品5に接合し、発熱部品5の熱を導熱部材4を介してケーシング3および放熱板2に伝え、前記ケーシング3および放熱板2をフアン1の回転で生じる風で強制熱交換して放熱冷却するようにしている。
【0005】
また、伝熱部材としてヒートパイプ6を用いた冷却モジュールも開発されてきている。なお、前記のヒートパイプは、周知のことであるが図14のように銅などの熱伝導性のよい金属よりなるパイプ6a内に毛管部6bを設けるとともに液体を封入して構成されている。そして、ヒートパイプ6は一端部で受熱して内部の液体を気化してこれを延長部に送り、延長部でケーシング3および放熱板2に熱を逃がすことで気体を液体に戻し、この液体を毛管部6bを介して受熱する一端部に送るという動作をするもので、この一連の動作で熱交換作用が得られ、より大きな冷却作用で発熱部品5の熱を有効に放熱する。
【0006】
前記の冷却モジュールにおいて、図15に示すように伝熱部材4あるいはヒートパイプ6はケーシング3の底面の溝に嵌め込んでケーシング3と熱的結合させてあり、また、図16に示すように放熱板2の支持棒7の端部に接するようにして放熱板2との熱的結合を図っている。
【0007】
また、複数の放熱板2は、各放熱板2間に風の流通間隙を形成するように複数の支持棒7で支持された構成となっている。そして一部の支持棒7はケーシング3における吹き出し口8に位置した構成となっている。図17は、複数の支持棒7の位置関係を示している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近来のノート型パーソナルコンピュータ等は、画像処理等のためにMPU等における使用周波数がきわめて高くなっていることから、高い温度の発熱をするようになってきており、前記の冷却モジュールにおいては十分に冷却することができにくい。そして、伝熱部材5、あるいはヒートパイプ6が冷却モジュールのケーシングの外側に形成した溝に嵌めこまれて熱結合する構造であるので、全体としての熱交換がよくなく、画像処理等のために高い周波数を扱うMPU等の発熱部品の温度を大きく下げることができない。また、放熱板の支持棒がケーシングの吹き出し口に位置することから、ファンの風の吹き出し抵抗となり、風の吹き出しが弱くなって放熱板の熱交換作用が低下するという問題がある。
【0009】
本発明は前記従来の問題に留意し、放熱板の熱交換性能能を向上させ、冷却効果の高い冷却モジュールを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、冷却モジュール本体におけるケーシング内に、ファンの外側において水平方向に配置され、かつ、互いに間隔をもって積層された複数の放熱板を備えた構成であって、前記ケーシング内の吹き出し口を設けた側と異なる側方に熱伝導性材料よりなる放熱ブロック基体を設け、前記放熱ブロック基体に発熱部品からの熱を伝送する伝熱部材を熱的に結合させ、放熱ブロック基体が複数の放熱板の端部と熱的に結合するようにするとともに、複数の放熱板を支持した構成の冷却モジュールとする。
【0011】
本発明によれば、冷却モジュールのケーシングおよび放熱板に対して熱の伝導がよく、また、ファンの風の吹き出し抵抗も少なく、全体としての熱交換がよくなるものであり、画像処理等のために高い周波数を扱うMPU等の発熱部品であっても、その温度を大きく下げて熱破壊を防止することができることとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、一側面に吹き出し口をもつケーシング内にファンを収容し、ファンの外側において水平に配置され、かつ、互いに間隔をもって積層された複数の放熱板を備えた冷却モジュールであって、ケーシング内の吹き出し口を設けた側と異なる側方に熱伝導性材料よりなる放熱ブロック基体を設け、放熱ブロック基体に発熱部品からの熱を伝送する伝熱部材を熱的に結合させ、放熱ブロック基体が複数の放熱板の端部を熱的結合および支持した構成の冷却モジュールであり、発熱部品の熱は冷却モジュールのケーシングおよび放熱板に対してよく伝導されるとともに、ファンの風は抵抗が少なくして放熱板に当たり、全体としての熱交換を向上させるという作用を有する。
【0013】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板を熱的結合および支持する放熱ブロック基体は複数個であって、それぞれケーシング内の吹き出し口を設けた側と異なる側方に設けた構成としたものであり、複数の放熱ブロック基体から放熱板に有効に熱拡散することができ、ファンの風は抵抗が少なくふき出され、放熱板においての熱交換が向上するという作用を有する。
【0014】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板を熱的結合および支持する放熱ブロック基体は2個であって、放熱板の両端を熱的結合および支持する構成としたものであり、熱の伝導を受ける放熱板が放熱ブロック基体で安定して支持されるという作用を有する。
【0015】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、ファンの外周の全部または一部を囲む形状に形成され、一部が吹き出し口部に位置するように配置された構成としたものであり、放熱板にファンの風が効果的に当たり、放熱板においての熱交換が向上するという作用を有する。
【0016】
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、コ字状あるいはU字状に形成された構成としたものであり、ファンの外側の大部分を放熱板が囲むことから、放熱板においての熱交換がよくなるという作用を有する。
【0017】
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、L字状あるいはJ字状に形成された構成としたものであり、同じくファンの外側の大部分を放熱板が囲むことから、放熱板においての熱交換がよくなるという作用を有する。
【0018】
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1または4に記載の冷却モジュールにおいて、ファンの外側に水平に配置された放熱板は、分割された板片よりなり、各板片の端部を放熱ブロック基体に熱的結合および支持する構成としたものであり、分割した放熱板を各放熱ブロック基体に取付けて放熱ブロックが構成されることになるので、放熱ブロックが作り易く、また、組み込みが容易になるという作用を有する。
【0019】
本発明の請求項8に記載の発明は、請求項4〜7のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱ブロック基体に熱的結合および支持され、かつ、互いに間隔をもって積層された複数の放熱板は、それぞれの非結合側の先端までの長さを異ならせた構成としたものであり、複数の放熱板の非結合側先端部における風きり音が小さく、騒音特性がよくなるという作用を有する。
【0020】
本発明の請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の冷却モジュールにおいて、放熱ブロック基体に熱的結合および支持され、かつ、互いに間隔をもって積層された複数の放熱板は、それぞれの非結合側の先端部が千鳥状もしくは一定度合いで変化するように、それぞれの非結合側の先端部までの長さを異ならせた構成としたものであり、同じく複数の放熱板の非結合側先端部における風きり音が小さく、騒音特性がよくなるという作用を有する。
【0021】
本発明の請求項10に記載の発明は、請求項4〜9いずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、その端部を放熱ブロック基体に形成した溝に挿入し、放熱ブロック基体の溝部を側方より押しかしめて放熱ブロック基体に取付けられた構成としたものであり、放熱板が確実に伝熱基体に取付けられるとともに、熱的結合が良好になるという作用を有する。
【0022】
本発明の請求項11に記載の発明は、請求項4〜9のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、その端部を放熱ブロック基体に形成した溝に挿入し、放熱ブロック基体の溝部間を押し拡げかしめて放熱ブロック基体に取付けられた構成としたものであり、同じく放熱板が確実に放熱ブロック基体に取付けられるとともに、熱的結合が良好になるという作用を有する。
【0023】
本発明の請求項12に記載の発明は、請求項4〜9のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、その端部を放熱ブロック基体に形成した溝に挿入し、はんだ付けによって放熱ブロック基体に取付けられた構成としたものであり、同じく放熱板が確実に放熱ブロック基体に取付けられるとともに、熱的結合が良好になるという作用を有する。
【0024】
本発明の請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、その端部に折り曲げ座片を有し、折り曲げ座片を放熱ブロック基体にはんだ付けによって取付けられた構成としたものであり、同じく放熱板が確実に伝熱基体に取付けられるとともに、熱的結合が良好になるという作用を有する。
【0025】
本発明の請求項14に記載の発明は、請求項4〜13のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、先端部に折り曲げによって形成されたピッチ保持片を有し、ピッチ保持片によって積層された各放熱板の間隔を保持した構成としたものであり、積層された複数の放熱板は確実にファンの風の流通間隙を維持するという作用を有する。
【0026】
本発明の請求項15に記載の発明は、請求項4〜13のずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、一方の面にかしめによって形成されたピッチ保持凸部を有し、ピッチ保持凸部によって積層された各放熱板の間隔を保持した構成としたものであり、同じく積層された複数の放熱板は確実にファンの風の流通間隙を維持するという作用を有する。
【0027】
本発明の請求項16に記載の発明は、請求項4〜13のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱板は、一方の面にバーリングまたは絞りによって形成されたピッチ保持短筒を有し、ピッチ保持短筒によって積層された各放熱板の間隔を保持した構成としたものであり、同じく積層された複数の放熱板は確実にファンの風の流通間隙を維持するという作用を有する。
【0028】
本発明の請求項17に記載の発明は、請求項16に記載の冷却モジュールにおいて、各放熱板の各ピッチ保持短筒を同軸上に位置させ、各ピッチ保持短筒に共通のピンを挿入して積層された各放熱板の間隔を保持した構成としたものであり、同じく積層された複数の放熱板は確実にファンの風の流通間隙を維持するという作用を有する。
【0029】
本発明の請求項18に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、放熱ブロック基体に熱的に結合する伝熱部材を、ヒートパイプとした構成としたものであり、発熱部品の熱はヒートパイプにより有効に放熱ブロック基体、ケーシング、放熱板に伝えられ、冷却が向上するという作用を有する。
【0030】
本発明の請求項19に記載の発明は、請求項1または18に記載の冷却モジュールにおいて、放熱ブロック基体に熱的に結合する伝熱部材は、発熱部品の熱を受ける受熱部を先端部に熱的に結合している構成としたものであり、発熱部品の熱は効果的に伝熱部材あるいはヒートパイプに伝えられるという作用を有する。
【0031】
本発明の請求項20に記載の発明は、請求項1、18、19のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、放熱ブロック基体に熱的に結合する伝熱部材は複数個備えられ、複数の発熱部品の熱を一つまたは複数の放熱ブロック基体に伝熱するようにした構成としたものであり、複数の発熱部品がある場合でも、その熱を放熱ブロック基体、ケーシング、放熱板に伝えられて冷却できるという作用を有する。
【0032】
本発明の請求項21に記載の発明は、請求項1、18、19、20のいずれかに記載の冷却モジュールにおいて、伝熱部材は、放熱ブロック基体の結合用孔に串刺し状に差し込まれて放熱ブロック基体に取付けおよび熱的に結合した構成としたものであり、伝熱部材の基部全体が放熱ブロック基体の孔に嵌まって結合面積を大きくして熱的結合をよくするとともに、機械的な結合も確実にするという作用を有する。
【0033】
本発明の請求項22に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、ケーシングは、熱伝導性材料によって形成され、放熱ブロック基体と熱的に結合した構成としたものであり、放熱板以外に冷却モジュールのケーシングも放熱に寄与することから、その冷却が有効に行われるという作用を有する。
【0034】
本発明の請求項23に記載の発明は、請求項1または22に記載の冷却モジュールにおいて、ケーシングは、ファンと放熱ブロック基体と放熱板を覆う蓋板を有し、少なくともその一側壁が放熱ブロック基体によって形成された構成としたものであり、ケーシングの構造が簡単になるとともに、ケーシングへのファンや放熱ブロックの組み込みが容易になるという作用を有する。
【0035】
本発明の請求項24に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、ケーシングは、電子機器の筐体によって形成された構成としたものであり、冷却モジュールの構成が簡単になるという作用を有する。
【0036】
本発明の請求項25に記載の発明は、請求項1に記載の冷却モジュールにおいて、ケーシングは、その一部が電子機器の筐体によって形成された構成としたものであり、同じく電子機器の筐体の構成が簡単になるという作用を有する。
【0037】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0038】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷却モジュールの平面図、図2は、同冷却モジュールの断面図、図3は、同冷却モジュールにおける放熱ブロックの平面図、図4は、同放熱ブロックの斜視図である。
【0039】
この実施の形態1の冷却モジュールは、図1〜図4に示すように熱導電性のよいアルミなどの金属よりなるケーシング9を備えている。このケーシング9は比較的に偏平な形状に形成されており、一側面に吹き出し口10をもち、内部にはモータ(図示せず)および羽根車よりなるファン11を収容しており、また、ファン11の外側には、前記ファン11の大部分を囲むアルミなどよりなる複数の放熱板12を、互いに間隔をもって積層させて水平に配置させている。なお、この放熱板12の一部は吹き出し口10部に位置している。そして、ケーシング9の上部には吸込み口13をもつアルミなどよりなるカバー14を接合している。
【0040】
前記ケーシング9内における吹き出し口10側と異なる側方には、熱伝導性材料よりなる長尺状の放熱ブロック基体15を、ケーシング9と熱的に結合するように設けてあり、この放熱ブロック基体15はケーシング9の一側壁を形成している。前記放熱ブロック基体15には前記複数の放熱板12の端部を熱的結合させてあり、放熱ブロック基体15によって複数の放熱板12を支持している。そして、放熱板12と放熱ブロック基体15によって放熱ブロックを構成している。
【0041】
前記放熱ブロック基体15には軸方向に長い結合用孔16を形成してあり、この結合用孔16に伝熱部材、ここではヒートパイプ17の基部を串刺し状に差込み、熱的結合と機械的結合させている。このヒートパイプ17の先端部には座板状の受熱部材18を嵌め合わせて熱的結合および機械的結合させてあり、受熱部材18はMPUなどの発熱部品19に受熱関係をもつように接合させている。なお、ヒートパイプ17の構造は先の従来の技術で説明しているので、ここではその説明を省略する。また、この実施の形態1では伝熱部材としてヒートパイプ17を用いているが、アルミなどの熱伝導性のよい金属棒としてもよい。
【0042】
この構成の冷却モジュールは、発熱部品19の熱は受熱部材18からヒートパイプ17を介して放熱ブロック基体15に伝えられ、放熱ブロック基体15より放熱板12およびケーシング9に伝えられる。そしてファン11の回転で生じる風によって放熱板12およびケーシング9が熱交換作用により放熱し、したがって発熱部品19は冷却されることになり、熱破壊などの事故を防止することができる。この動作において、ケーシング9の吹き出し口10部には放熱板12のみが配置され、放熱板12の保持部材などは存在しないので、ファン11の風は抵抗が少なくして放熱板12に当たり、全体としての熱交換を向上させることができる。
【0043】
また、受熱部材18やヒートパイプ17を用いることから、発熱部品19に対する冷却モジュールを配置する位置の設定が容易であり、ヒートパイプ17は放熱ブロック基体15の結合用孔16串刺し状に差し込まれるので、結合面積を大きくして熱的結合をよくするとともに、機械的な結合も確実にすることができる。
【0044】
さらに、導熱材料よりなるケーシング9は放熱に寄与することから冷却がよくなり、少なくともその一側壁が放熱ブロック基体15によって形成され、カバー14を付設することから、ケーシング9の構造が簡単になるとともに、ケーシング9へのファン11や放熱ブロックの組み込みが容易になる。
【0045】
図1(b)は2つのケーシング9を備えたものであり、この場合は1つの放熱ブロック基体15に対して、その両側にケーシング9が接合する構成とする。また、図1(c)はケーシング9が2方向にファンの風を吹き出す構成としたものであり、いずれも前記と同様な作用と効果が得られる。
【0046】
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における冷却モジュールの平面図、図6は、同冷却モジュールの断面図である。
【0047】
図5(a)および図6に示すように実施の形態2の冷却モジュールは、ケーシング9内に放熱板12を熱的結合および支持する複数の放熱ブロック基体15a、15b、15cを設けてあり、そして、この複数の放熱ブロック基体15a、15b、15cは、それぞれケーシング9内の吹き出し口10を設けた側と異なる側方に位置した構成となっている。前記の各放熱ブロック基体15a、15b、15cにはそれぞれ伝熱部材、あるいはヒートパイプ17を結合し、ヒートパイプ17には複数の発熱部品19a、19b、19cを熱的接合している。なお、放熱ブロック基体が2つの場合には、図6に示すように放熱板12は、その両端部を対向する2つの放熱ブロック基体15a、15bが支持、熱的結合する構成とする。
【0048】
この構成の冷却モジュールは、複数の放熱ブロック基体15a〜15cから放熱板12に有効に熱伝導することができ、また、複数の発熱部品19a〜19cがある場合でも適用でき、有効に冷却できる。もちろん、ファン11の風は抵抗が少なく吹き出され、放熱板12においての熱交換が向上する。さらに、2つの放熱ブロック基体15a、15bが積層された複数の放熱板12の両端を熱的結合および支持する構成とすることで、各放熱板12を安定に支持でき、かつ、各放熱板12間のピッチ、すなわち、風の流通間隙を維持できることとなる。
【0049】
図5(b)は、発熱部品19が1個の場合のものであり、1個の発熱部品19の熱は2つのヒートパイプ17、17で2つの放熱ブロック基体15に15伝導する構成となっており、その作用および効果は前記と同様である。
【0050】
(実施の形態3)
図7は本発明の実施の形態3における冷却モジュールの放熱板の平面図、図8は同じく放熱板の平面図、図9は積層した各放熱板の長さの関係を示す正面図、図10は放熱ブロック基体の放熱板取付け部の断面図、図11は同放熱板のピッチ確保手段を示す断面図である。
【0051】
この実施の形態3の冷却モジュールは放熱板に特徴を有しており、すなわち、図7(a)に示すように放熱板12がファンの全周を囲む1枚構成、また、同図(b)に示すように放熱板12がファンを囲む2つの分割片12a、12bよりなる構成、あるいは同図(c)に示すように放熱板12がファンを囲む3つの分割片12a、12b、12cよりなる構成にし、放熱ブロック基体の数、あるいは発熱部品の数などに応じて選択使用するものとしてあり、発熱部品の熱が効果的に放熱板12に伝導し、放熱板12においての熱交換が向上させるものであり、さらに、分割した放熱ブロックの組み立てを容易にする。
【0052】
また、放熱板12の形状は、図8(a)に示すようにコ字状の放熱板12d、図8(b)に示すU字状の放熱板12e、図8(c)に示すL字状の放熱板12f、図8(d)に示すJ字状の放熱板12gとし、これらを放熱ブロック基体の数、放熱板12の分割形態に応じて選択使用するものとしてあり、発熱部品の熱が効果的に放熱板12に伝導し、放熱板12においての熱交換が向上するようになっている。
【0053】
また、放熱ブロック基体15に取付けられ、かつ、風の流通間隙をもつようにして積層された各放熱板12は、図9(a)に示すようにそれぞれの非結合側の先端までの長さを異ならせた構成、あるいは図9(b)に示すように積層された各放熱板12を交互に先端までの長さを異ならせた構成としてあり、複数の放熱板12の非結合側先端部面全体が変化面あるいは千鳥状面となって風きり音が小さく、騒音特性をよくしている。
【0054】
また、放熱板12は、図10(a)に示すように端部を放熱ブロック基体15に形成した溝20に挿入し、前記放熱ブロック基体15の溝20部を側方より押しかしめ、放熱ブロック基体15に取付けられた構成、図10(b)に示すように端部を放熱ブロック基体15に形成した溝20に挿入し、前記放熱ブロック基体15の溝20部間を押し拡げかしめて放熱ブロック基体15に取付ける構成、図10(c)に示すように端部を放熱ブロック基体15に形成した溝20に挿入し、はんだ付けによって放熱ブロック基体15に取付ける構成、図10(d)に示すように、放熱板12の取付け側の端部に折り曲げ座片21を形成し、前記折り曲げ座片21を放熱ブロック基体15にはんだ付けによって取付けられた構成とし、前記いずれの取付け手段も放熱板12を確実に放熱ブロック基体15に取付けるとともに、熱的結合を良好にする。
【0055】
また、前記の放熱ブロック基体15に取付けられ、かつ、積層される各放熱板12は、ファンの風の流通間隙をもつ必要がある。本実施の形態では図11(a)に示すように放熱板12の先端部に折り曲げによってピッチ保持片22を形成し、前記ピッチ保持片22を隣りあう放熱板12に当ててスペーサーとして機能させる構成、図11(b)に示すように各放熱板12の一方の面にかしめによってピッチ保持凸部23を形成し、ピッチ保持凸部23を隣り合う放熱板12のピッチ保持凸部23の裏側凹みに当接させてスペーサー機能させる構成、図11(c)に示すように放熱板12の一方の面にバーリングまたは絞りによってピッチ保持短筒24を形成し、前記ピッチ保持短筒24を隣あう放熱板12のピッチ保持短筒24の裏側に当ててスペーサー機能させる構成、図11(d)に示すように各放熱板12の各ピッチ保持短筒24を同軸上に位置させ、各ピッチ保持短筒24に共通のピン25を挿入した構成とし、積層された各放熱板12間にファンの風の流通間隙を確実に維持する。
【0056】
(実施の形態4)
図12は本発明の実施の形態4におけるケーシングの断面図である。
【0057】
この実施の形態4は冷却モジュールのケーシングに特徴を有しており、すなわち、図12(a)に示すものは、ノート型パーソナルコンピュータなどの電子機器の筐体26が冷却モジュールのケーシングを構成したものであり、図12(b)に示すものは、電子機器の筐体26がケーシングの一部、ここでは蓋板を構成したものである。図中の27はプリント基板、28はファン、29は区画壁、30は吸込み口、31は吹き出し口である。なお、これらのものも、図示していないが先の実施の形態と同様に発熱部品の熱を伝導する放熱ブロック基体、放熱板を備えているものである。
【0058】
この実施の形態4の冷却モジュールは、電子機器の筐体がケーシングの全部または一部を構成していることから、ファンや放熱ブロックの組み込みが容易になり、また、ケーシングの構造が簡単になるとともに、コストを低減できる。
【0059】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明は、冷却モジュール本体におけるケーシング内に、ファンの外側において水平方向に配置され、かつ、互いに間隔をもって積層された複数の放熱板を備え、前記ケーシング内の吹き出し口を設けた側と異なる側方に熱伝導性材料よりなる放熱ブロック基体を設け、前記放熱ブロック基体に発熱部品からの熱を伝送する伝熱部材を熱的に結合させ、放熱ブロック基体が複数の放熱板の端部と熱的に結合および支持した構成の冷却モジュールとしたので、ケーシングおよび放熱板に対して熱の伝導がよく、また、ファンの風の吹き出し抵抗も少なく、全体としての熱交換がよくなる冷却モジュールを実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における冷却モジュールの平面図
【図2】同冷却モジュールの断面図
【図3】同冷却モジュールにおける放熱ブロックの平面図
【図4】同放熱ブロックの斜視図
【図5】本発明の実施の形態2における冷却モジュールの平面図
【図6】同冷却モジュールの断面図
【図7】本発明の実施の形態3における冷却モジュールの放熱板の平面図
【図8】同じく放熱板の平面図
【図9】積層した各放熱板の長さの関係を示す正面図
【図10】放熱ブロック基体の放熱板取付け部の断面図
【図11】同放熱板のピッチ確保手段を示す断面図
【図12】本発明の実施の形態4におけるケーシングの断面図
【図13】従来の冷却モジュールの斜視図
【図14】同冷却モジュールにおけるヒートパイプの断面図
【図15】同冷却モジュールの断面図
【図16】同冷却モジュールの断面図
【図17】同冷却モジュールの内部平面図
【符号の説明】
9 ケーシング
10 吹き出し口
11 ファン
12 放熱板
13 吸込み口
14 カバー
15、15a、15b、15c 放熱ブロック基体
16 結合用孔
17 ヒートパイプ
18 受熱部材
20 溝
21 折り曲げ座板
22 ピッチ保持片
23 ピッチ保持凸部
24 ピッチ保持筒部
25 ピン
26 電子機器の筐体
27 プリント基板
28 ファン
29 区画壁
30 吸込み口
31 吹き出し口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention. The present invention relates to a cooling module used for cooling semiconductor devices and electronic components such as ICs, LSIs, MPUs, etc., that is, heat generating components in personal computers and other electronic devices.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 is a perspective view of a conventional cooling module, FIG. 14 is a sectional view of a heat pipe in the cooling module, FIGS. 15 and 16 are sectional views of the cooling module, and FIG. 17 is an internal plan view of the cooling module.
[0003]
In general, small electronic devices such as electric devices such as multifunctional and high-performance personal computers use ICs, LSIs, MPUs, etc. as functional parts. For example, MPUs generate heat and reach about 90 ° C. or higher. If this happens, there is a problem of thermal destruction or thermal damage to other nearby components. For this reason, a cooling device is attached to the MPU or the like, and the heat generated by the MPU or the like is dissipated to make the equipment safe.
[0004]
There is a demand for a small cooling device, and a normal cooling module having heat radiation fins cannot provide sufficient cooling. Therefore, as shown in FIG. 13, a
[0005]
A cooling module using a
[0006]
In the cooling module, as shown in FIG. 15, the
[0007]
The plurality of
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recent notebook personal computers and the like have become very hot at high temperatures because of the extremely high frequency used in MPUs and the like for image processing and the like. It is difficult to cool down sufficiently. And since the
[0009]
An object of the present invention is to provide a cooling module that improves the heat exchange performance of the heat sink and has a high cooling effect while paying attention to the conventional problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of heat radiating plates disposed horizontally in the casing outside the fan and stacked at intervals from each other in the casing of the cooling module main body. A heat dissipating block base made of a heat conductive material is provided on a side different from the side provided with the blowout opening, and a heat transfer member for transmitting heat from the heat generating component is thermally coupled to the heat dissipating block base. The base is thermally coupled to the ends of the plurality of heat sinks, and the cooling module is configured to support the plurality of heat sinks.
[0011]
According to the present invention, heat conduction is good with respect to the casing and the heat sink of the cooling module, and the fan blowing resistance is low, so that heat exchange as a whole is improved. Even a heat-generating component such as an MPU that handles a high frequency can greatly reduce its temperature to prevent thermal destruction.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, a fan is housed in a casing having a blowout port on one side surface, and includes a plurality of heat radiating plates that are horizontally disposed outside the fan and are stacked with a space therebetween. The cooling module is provided with a heat dissipating block base made of a heat conductive material on a side different from the side provided with the air outlet in the casing, and the heat transfer member that transmits heat from the heat generating component to the heat dissipating block base is heated. The cooling module has a structure in which the heat radiation block base is thermally coupled to and supported by the end portions of the plurality of heat radiation plates, and the heat of the heat generating components is well conducted to the casing and the heat radiation plate of the cooling module. The fan wind has a function of reducing the resistance, hitting the heat sink, and improving the heat exchange as a whole.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, there are a plurality of heat radiation block bases that thermally couple and support the heat radiation plate, each provided with an outlet in the casing. It has a configuration that is provided on the side different from the side, and can effectively diffuse heat from multiple heat dissipation block bases to the heat sink, and the fan wind is blown out with little resistance, and heat exchange at the heat sink Has the effect of improving.
[0014]
The invention according to
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, the heat radiating plate is formed in a shape surrounding the whole or a part of the outer periphery of the fan, and a part thereof is located at the blowout port portion. Like Arranged The fan has an effect of effectively hitting the heat radiating plate and improving heat exchange in the heat radiating plate.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the cooling module according to the fourth aspect, the heat radiating plate is formed in a U shape or a U shape, and most of the outside of the fan. Since the heat sink surrounds, the heat exchange in the heat sink is improved.
[0017]
The invention described in
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the cooling module according to the first or fourth aspect, the heat radiating plate disposed horizontally on the outside of the fan comprises divided plate pieces, and the end of each plate piece. The part is configured to be thermally coupled to and supported by the heat radiating block base, and the heat radiating block is configured by attaching the divided heat radiating plates to each heat radiating block base. It has the effect of being easy to incorporate.
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the fourth to seventh aspects, a plurality of heat radiating plates that are thermally coupled to and supported by the heat radiating block base and are laminated at intervals. Has a structure in which the length to the tip of each non-bonding side is made different, and has the effect that the wind noise at the non-bonding-side tip portions of the plurality of heat radiating plates is small and the noise characteristics are improved.
[0020]
According to a ninth aspect of the present invention, in the cooling module according to the eighth aspect, the plurality of heat radiating plates that are thermally coupled to and supported by the heat radiating block base and are laminated with a space between each other are provided on the non-heated surfaces. The length to the tip of each non-bonded side is made different so that the tip of the bond side changes in a staggered pattern or with a certain degree. The wind noise at the part is small and the noise characteristics are improved.
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the fourth to ninth aspects, the heat radiating plate is inserted into a groove formed in the heat radiating block base at an end thereof, and the groove portion of the heat radiating block base is formed. Is pressed from the side to be attached to the heat radiating block base, and the heat radiating plate is securely attached to the heat transfer base and has the effect of improving the thermal coupling.
[0022]
The invention according to claim 11 of the present invention comprises 9 In the cooling module according to any one of the above, the heat radiating plate is configured to be attached to the heat radiating block base by inserting an end portion thereof into a groove formed in the heat radiating block base and pressing and expanding between the grooves of the heat radiating block base. Similarly, the heat radiating plate is securely attached to the heat radiating block base and has an effect of improving the thermal coupling.
[0023]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the fourth to ninth aspects, the heat radiating plate is inserted into a groove formed in the heat radiating block base and radiated by soldering. Similarly, the heat sink is securely attached to the heat dissipation block base and the thermal coupling is improved.
[0024]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the cooling module according to the twelfth aspect, the heat radiating plate has a bent seat piece at an end thereof, and the bent seat piece is attached to the heat radiating block base by soldering. Similarly, the heat dissipation plate is securely attached to the heat transfer base and has the effect of improving the thermal coupling.
[0025]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the fourth to thirteenth aspects, the heat radiating plate has a pitch holding piece formed by bending at the tip, and the pitch holding piece The structure is such that the intervals between the stacked heat sinks are maintained, and the plurality of stacked heat sinks have the effect of reliably maintaining the fan air flow gap.
[0026]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the fourth to thirteenth aspects, the heat radiating plate has a pitch holding convex portion formed by caulking on one surface, and the pitch holding The space between the heat radiating plates stacked by the convex portion is maintained, and the plurality of heat radiating plates stacked in the same manner have an effect of reliably maintaining the air flow gap of the fan.
[0027]
The invention according to claim 16 of the present invention is the cooling module according to any one of
[0028]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the cooling module according to the sixteenth aspect, the pitch holding short cylinders of the heat radiating plates are positioned coaxially, and a common pin is inserted into each pitch holding short cylinder. The plurality of heat sinks stacked in the same manner have an effect of reliably maintaining the fan air flow gap.
[0029]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, the heat transfer member thermally coupled to the heat radiating block base is configured as a heat pipe. Heat is effectively transferred to the heat dissipation block base, casing, and heat dissipation plate by the heat pipe, and has the effect of improving cooling.
[0030]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the cooling module according to the first or eighteenth aspect, the heat transfer member thermally coupled to the heat radiating block base has a heat receiving portion that receives heat from the heat generating component at the tip portion. It is configured to be thermally coupled, and has an effect that heat of the heat generating component is effectively transmitted to the heat transfer member or the heat pipe.
[0031]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the first, eighteenth and nineteenth aspects, a plurality of heat transfer members thermally coupled to the heat dissipating block base are provided, and a plurality of heat generating members are provided. It is configured to transfer the heat of parts to one or more heat dissipation block bases, and even if there are multiple heat generation parts, the heat is transferred to the heat dissipation block base, casing, and heat dissipation plate. It has the effect that it can be cooled.
[0032]
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the cooling module according to any one of the first, eighteenth, nineteenth and twentyth aspects, the heat transfer member is inserted into a coupling hole of the heat dissipation block base in a skewered manner. It is configured to be attached and thermally coupled to the heat dissipation block base, and the entire base of the heat transfer member fits into the hole of the heat dissipation block base to increase the bonding area and improve the thermal coupling, as well as mechanical It has the effect of ensuring secure coupling.
[0033]
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, the casing is formed of a heat conductive material and is configured to be thermally coupled to the heat dissipation block base. In addition to the plate, the casing of the cooling module also contributes to heat dissipation, so that the cooling is effectively performed.
[0034]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the cooling module according to the first or twenty-second aspect, the casing has a cover plate that covers the fan, the heat radiating block base, and the heat radiating plate, and at least one side wall of the casing is the heat radiating block. The structure is formed by the base, and has an effect that the structure of the casing is simplified and the fan and the heat dissipation block can be easily incorporated into the casing.
[0035]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, the casing is formed by a casing of an electronic device, and the configuration of the cooling module is simplified. Has an effect.
[0036]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the cooling module according to the first aspect, the casing is configured such that a part of the casing is formed by a casing of the electronic device. It has the effect of simplifying the structure of the body.
[0037]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0038]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of a cooling module according to
[0039]
The cooling module according to the first embodiment includes a
[0040]
A long
[0041]
A
[0042]
In the cooling module having this configuration, heat of the
[0043]
Further, since the
[0044]
Furthermore, since the
[0045]
FIG. 1B includes two
[0046]
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a plan view of a cooling module according to
[0047]
As shown in FIGS. 5A and 6, the cooling module of the second embodiment is provided with a plurality of heat dissipation block bases 15 a, 15 b, and 15 c that thermally couple and support the
[0048]
The cooling module having this configuration can effectively conduct heat from the plurality of heat
[0049]
FIG. 5B shows a case where the number of
[0050]
(Embodiment 3)
7 is a plan view of the heat sink of the cooling module according to
[0051]
The cooling module of the third embodiment is characterized by a heat sink, that is, as shown in FIG. 7 (a), the
[0052]
Further, the shape of the
[0053]
Further, each of the
[0054]
Further, as shown in FIG. 10 (a), the
[0055]
Further, each of the
[0056]
(Embodiment 4)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a casing according to
[0057]
The fourth embodiment has a feature in the casing of the cooling module. That is, in the case shown in FIG. 12A, the
[0058]
In the cooling module according to the fourth embodiment, since the casing of the electronic device constitutes all or part of the casing, the fan and the heat dissipation block can be easily incorporated, and the casing structure can be simplified. At the same time, the cost can be reduced.
[0059]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention includes a plurality of heat sinks disposed horizontally in the casing outside the fan and stacked at intervals from each other in the casing of the cooling module body, and the blowout in the casing. A heat radiating block base made of a heat conductive material is provided on a side different from the side where the mouth is provided, and a heat transfer member for transmitting heat from a heat generating component is thermally coupled to the heat radiating block base, and a plurality of heat radiating block bases are provided. The cooling module is configured to be thermally coupled to and supported by the end of the heat sink, so that heat conduction is good with respect to the casing and the heat sink, and the fan blowout resistance is low, resulting in overall heat Realize a cooling module that can be easily replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a cooling module according to
FIG. 2 is a sectional view of the cooling module
FIG. 3 is a plan view of a heat dissipation block in the cooling module.
FIG. 4 is a perspective view of the heat dissipation block.
FIG. 5 is a plan view of a cooling module according to
FIG. 6 is a cross-sectional view of the cooling module
FIG. 7 is a plan view of a heat sink of a cooling module according to
FIG. 8 is also a plan view of the heat sink
FIG. 9 is a front view showing the relationship between the lengths of the laminated heat sinks.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the heat sink mounting portion of the heat dissipation block base
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the pitch securing means of the heat sink
FIG. 12 is a sectional view of a casing according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of a conventional cooling module.
FIG. 14 is a sectional view of a heat pipe in the cooling module
FIG. 15 is a cross-sectional view of the cooling module
FIG. 16 is a sectional view of the cooling module
FIG. 17 is an internal plan view of the cooling module
[Explanation of symbols]
9 Casing
10 Outlet
11 fans
12 Heat sink
13 Suction port
14 Cover
15, 15a, 15b, 15c Radiation block base
16 Bonding hole
17 Heat pipe
18 Heat receiving member
20 grooves
21 Folding seat
22 Pitch holding piece
23 Pitch holding convex part
24 Pitch holding cylinder
25 pins
26 Electronic equipment housing
27 Printed circuit board
28 fans
29 division wall
30 Suction port
31 Outlet
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